Question

12．某化学实验室产生的废液中含有Fe³⁺、Cu²⁺、Ba²⁺、Cl^-四种离子，现设计下列方案对废液进行处理，以回收金属并制备氯化钡、氯化铁晶体．（提示：①在溶液中，Fe 与Fe³⁺ 能发生反应生成Fe²⁺．②在溶液中，Fe²⁺与 H₂O₂ 能发生反应生成Fe³⁺）．

（1）沉淀1中含有的金属单质是Cu、Fe．
（2）写出铁屑与废液中三氯化铁发生反应的化学方程式2FeCl₃+Fe=3FeCl₂．写出加入过氧化氢溶液后，其与Fe²⁺反应的离子方程式2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
（3）下列物质中，可以作为试剂X的是BD（填字母）．
A．BaCl₂       B．BaCO₃        C．NaOH         D．Ba（OH）₂
（4）检验沉淀2洗涤是否完全的方法是取少量最后的洗涤液于试管中，加入Na₂SO₄溶液（或硝酸银溶液），如果没有沉淀产生，证明沉淀已经洗涤干净．
（5）由过滤2得到的滤液制备BaCl₂的实验操作依次为蒸发浓缩（或蒸发、加热、加热蒸发等）、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥．

Answer 1

分析 根据给出的转化关系对应的过程分析每个对应的问题，或者直接分析每个问题，从给出的信息中找对应的信息．

解答 解：
（1）化学实验室产生的废液中含有Fe³⁺、Cu²⁺、Ba²⁺、Cl^-四种离子，加入过量铁屑，导致能和铁屑反应的铜离子完全转化为单质铜，同时由于铁屑过量，说明还有剩余的铁屑，所以过滤得到的沉淀1中含有的金属单质是生成的 Cu和剩余的Fe，填写化学式或者名称均可．
（2）由于“在溶液中，Fe 与Fe³⁺ 能发生反应生成Fe²⁺”，所以可知铁屑与废液中三氯化铁发生反应生成氯化亚铁，对应的化学方程式为2FeCl₃+Fe=3FeCl₂．由于在溶液中，Fe²⁺与 H₂O₂ 能发生反应生成Fe³⁺，所以加入过氧化氢溶液后其与Fe²⁺反应生成铁离子，先写出简单配平的离子方程式 2Fe²⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O，发现反应物少两个氢原子，且少两个单位正电荷，所以应该在反应物一侧增加两个氢离子，结果为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
（3）加入物质调节的是酸性溶液的pH，所以应该是能够消耗氢离子而生成水或者氢气，同时为不引入新的杂质，阳离子应该是钡离子，所以给定的下列物质中，可以作为试剂X的是 碳酸钡和氢氧化钡．故选：BD．
（4）过滤2，是分离生成的氢氧化铁沉淀和氯化钡溶液的，所以沉淀表面可能会附着氯化钡，所以判断洗涤是否干净就是看是否有氯化钡的存在，所以可以取少量最后的洗涤液于试管中，加入Na₂SO₄溶液（或硝酸银溶液），如果没有沉淀产生，证明沉淀已经洗涤干净．
（5）由过滤2得到的滤液制备BaCl₂的实验操作，由于后面给出了冷却结晶，所以前面一步应该是加热一类的浓缩操作，具体可以描述为蒸发能说或者蒸发、加热、加热蒸发等均可．
故答案为：
（1）Cu、Fe；
（2）2FeCl₃+Fe=3FeCl₂； 2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（3）BD；
（4）取少量最后的洗涤液于试管中，加入Na₂SO₄溶液（或硝酸银溶液），如果没有沉淀产生，证明沉淀已经洗涤干净；
（5）蒸发浓缩（或蒸发、加热、加热蒸发等）．

点评 读图，从中获得解答题目所需的信息，所以在解答题目时先看解答的问题是什么，然后带着问题去读给出的图进而去寻找解答有用的信息，这样提高了信息扑捉的有效性．解答的问题实际上与复杂的转化图相比，其实很简单很基础，或者可以说转化图提供的是情境，考查基本知识．